RNA-Polymerase Definisjon

EN RNA-polymerase (RNAP), eller ribonucleic acid-polymerase, er en multi subunit enzym som catalyzes prosessen med transkripsjon der en RNA-polymer er syntetisert fra en DNA-templat. Sekvensen av RNA-polymer er komplementær til at malen DNA og er fremstilt i en 5’→ 3′ retning. Dette RNA strand, kalles primære transkripsjon og må behandles før den kan være funksjonelle inne i cellen.,

RNA polymerases samhandle med sine mange proteiner for å utføre sin oppgave. Disse proteinene hjelpe i å styrke den bindende spesifisitet av enzymet, bistand i å slappe av med en dobbel spiralformet struktur av DNA, modulere aktiviteten av enzymet basert på kravene i cellen, og endre hastigheten på transkripsjon. Noen RNAP molekyler som kan katalysere dannelsen av en polymer over fire tusen baser i lengde hvert minutt. De har imidlertid et dynamisk spekter av hastigheter og de kan av og til sette på pause eller stoppe ved visse sekvenser for å opprettholde fidelity under transkripsjon.,

Funksjoner av RNA Polymerase

Tradisjonelt, det sentrale dogme i molekylær biologi har sett på RNA som en messenger-molekyl, som eksporterer informasjon kodet inn i DNA ut av kjernen for å drive syntese av proteiner i cytoplasma: DNA → RNA → Protein. De andre kjente RNAs er overføring av RNA (tRNA) og ribosom-RNA (rRNA) som også er nært forbundet med protein syntetiske maskiner., Imidlertid, de siste to tiårene, har det blitt stadig mer klart at RNA serverer et utvalg av funksjoner, hvorav protein koding er bare en del. Noen regulerer genuttrykk, andre fungerer som enzymer, noen er også viktig i dannelsen av kjønnscellene. Disse er kalt ikke-kodende eller ncRNA.

Siden RNAP er involvert i produksjon av molekyler som har et så bredt spekter av roller, en av sine viktigste funksjoner er å regulere antallet og typen av RNA transkripsjoner dannet i respons til celle ‘ s krav., En rekke ulike proteiner, transkripsjonfaktorer og signalmolekyler samhandle med enzymet, spesielt carboxy-terminal ende av en subunit, for å regulere aktiviteten. Det antas at denne reguleringen var avgjørende for utviklingen av eukaryote planter og dyr, hvor genetisk identiske celler vis differensiert genuttrykk og spesialisering i flercellede organismer.

I tillegg, optimal funksjon av disse RNA-molekyler avhenger gjengivelse av transkripsjon – sekvensen i DNA-templat strand må være representert nøyaktig i RNA., Selv en enkelt base endring i noen regioner kan føre til en fullstendig ikke-funksjonelle produktet. Derfor, mens enzym behov for å jobbe raskt og fullføre polymerisering reaksjon i en kort span over tid, er det behov for robuste mekanismer for å sikre ekstremt lave feil priser. Den nukleotid underlaget er vist på flere trinn for utfylling av malen for DNA-strand. Når riktig nukleotid er til stede, det skaper et miljø som bidrar til katalyse og forlengelse av RNA-strand. I tillegg, en korrektur trinn gjør feil baser for å bli excised.,

til Slutt, RNA polymerases er også involvert i post-transcriptional endring av RNAs å få dem til funksjonelle, tilrettelegging av deres eksport fra kjernen mot sin ytterste området av handlingen.

Typer RNA-Polymerase

Det er en bemerkelsesverdig likhet i RNA polymerases funnet i prokaryotes, eukaryotes, archea og enda noen virus. Dette peker på muligheten for at de utviklet seg fra en felles stamfar., Prokaryotic RNAP er laget av fire underenhetene, inkludert en sigma-faktor som dissosierer fra enzym komplekse etter transkripsjon initiering. Mens prokaryotes bruke samme RNAP å katalysere den polymerisering av koding så vel som ikke-kodende RNA, eukaryotes har fem ulike RNA polymerases.

Eukaryote RNAP jeg er en arbeidshest, og produserer nesten femti prosent av RNA transkribert i cellen. Det eksklusivt polymerizes ribosom-RNA, som utgjør en stor del av ribosomes, den molekylære maskiner som syntetisere proteiner., RNA Polymerase II er grundig studert fordi det er involvert i transkripsjon av mRNA forløpere. Det er også catalyzes dannelsen av små kjernefysiske RNAs og micro RNAs. RNAP III transcribes transfer RNA, noen ribosom-RNA og noen andre små RNAs og er viktig siden mange av sine mål er nødvendige for normal funksjon i cellen. RNA polymerases IV og V er funnet utelukkende i planter, og sammen er avgjørende for dannelsen av små forstyrrende RNA og heterochromatin i kjernen.,

Prosessen med Transkripsjon

Transkripsjon begynner med binding av RNAP enzym til en bestemt del av DNA, også kjent som promoter-regionen. Denne binding krever tilstedeværelse av et par andre proteiner – sigma faktor i prokaryotes og ulike transkripsjonfaktorer i eukaryotes. Ett sett av proteiner som kalles general transkripsjon faktorer er nødvendige for at alle eukaryote transcriptional aktivitet og inkluderer Transkripsjon Initiation Faktor II A, II B, II D, II E, II F og H. II, Disse er supplert med spesifikke signalmolekyler som modulerer gen uttrykk gjennom strekninger av ikke-kodende DNA ligger oppstrøms. Ofte innvielse er avbrutt flere ganger før en strekning på ti nukleotider er polymerisert. Etter dette, polymerase går utover arrangøren og mister de fleste av initiering faktorer.

Dette er etterfulgt av å slappe av dobbel-strandet DNA, også kjent som «smelter», for å danne en slags boble, hvor aktiv transkripsjon oppstår. Denne «boblen» ser ut til å bevege seg langs DNA-tråden som RNA polymer elongates., Når transkripsjon er fullført, prosessen er avsluttet og RNA strand er behandlet. Prokaryotic RNAP og eukaryote RNA polymerases i og II krever ekstra transkripsjon oppsigelse proteiner. RNAP III avslutter transkripsjonen når det er en strekning med innhold av tymin baser på ikke-mal strand av DNA.

Sammenligningen mellom DNA og RNA-Polymerase

Mens DNA-og RNA-polymerases både katalysere nukleotid reaksjoner polymerisering, det er to store forskjeller i aktivitet. I motsetning til DNA polymerases, RNAP enzymer ikke trenger en primer for å starte polymerisering reaksjon., De er også i stand til begynnelsen reaksjonen fra midten av en DNA-tråd og lese ‘STOP’ – signaler som forårsaker enzym komplekse til å ta avstand fra malen. Til slutt, mens RNA polymerases er litt tregere at deres kolleger, de har fordelen av å bare trenger å lage en utfyllende kopi av en strand av DNA.

  • 3′ -> 5′ retning – Tekstretning av en enkelt aspekt av nukleinsyre som stammer fra nummereringen av karbon-atomer på nukleotid sukker ringen., Den ene enden av nukleinsyre har en gratis hydroksylgruppen på den tredje karbon og den andre enden har en gratis fosfat-gruppen knyttet til den femte karbon.
  • Heterochromatin – segment av et kromosom som er transcriptionally stille og ser ut til å være tettere som aktivt transkribert regioner.
  • siRNA – Lite forstyrrende RNA er kort, dobbel strandet RNA-molekyler som er involvert i genet regulering gjennom RNA interferens.
  • Carboxy-terminus – Ene enden av et protein eller polypeptid som inneholder en gratis carboxyl gruppe knyttet til alfa-karbonatom av aminosyren., Den andre enden av polypeptid kalles N-terminus eller amino-terminus.

Quiz

1. Hvilke av disse RNA polymerases catalyzes dannelsen av budbringer RNA (mRNA)?
A. RNAP jeg
B. RNAP II
C. RNAP III
D. RNAP V

Svar på Spørsmål #1
B er riktig. RNAP jeg og III katalysere dannelsen av rRNA og andre små RNA. RNAP V er involvert i dannelsen av heterochromatin.

2. Hvilke av disse RNA polymerases er bare funnet i planter?
A. RNAP i og II
B. RNAP jeg og III
C. RNAP IV og V
D., Ingen av de ovennevnte

Svar på Spørsmål #2
C er riktig. Resten finnes i alle eukaryotes.

3. Hvilke av disse er til stede under prokaryotic transkripsjon initiation?
A. Sigma faktor
B. transkripsjonsfaktor II
C. transkripsjonsfaktor II B
D. transkripsjonsfaktor II D

Svar på Spørsmål #3
– En er riktig. Alle de andre er bare tilstede i eukaryotes.